Дифракція світла.
Швидкість світла у вакуумі. Відносність одночасності подій.
Задача. Спирт піднявся в капілярній трубці на 1.2 см. Знайти радіус трубки.
1. Дифра́кція - явище, що виникає при поширенні хвиль (наприклад, світлових і звукових хвиль). Суть цього явища полягає в тому, що хвиля здатна огинати перешкоди. Це зумовлює те, що хвильовий рух спостерігається в області за перешкодою, куди хвиля не може потрапити прямо. Явище пояснюється інтерференцією хвиль на краях непрозорих об'єктів або неоднорідностях між різними середовищами на шляху поширення хвилі. Прикладом може бути виникнення кольорових світлових смуг в області тіні від краю непрозорого екрана. Дифракція добре проявляється тоді, коли розмір перешкоди на шляху хвилі порівняний з її довжиною або менший. Явище дифракції світла наглядно підтверджує теорію корпускулярно-хвильвої природи світла. Спостерігати дифракцію світла важко, оскільки хвилі відхиляються від перешкод на помітні кути лише за умови, що розміри перешкод приблизно дорівнюють довжині хвилі світла, а вона дуже мала. Уперше, відкривши інтерференцію, Юнг виконав дослід з дифракції світла, за допомогою якого були вивчені довжини хвиль, що відповідають світловим променям різного кольору. Вивчення дифракції отримало своє завершення в працях О. Френеля, який і побудував теорію дифракції, яка в принципі дозволяє розраховувати дифракційну картину, яка виникає внаслідок огинання світлом будь-яких перешкод. Таких успіхів Френель досягнув, об'єднавши принцип Гюйгенса ідеєю інтерференції вторинних хвиль. Принцип Гюйгенса-Френеля формулюється так: дифракція виникає внаслідок інтерференції вторинних хвиль.
2. Принцип відносності Галілея: жодними дослідами в інерціальній системі відліку не можна встановити, в якому стані вона перебуває — рівномірного прямолінійного руху чи спокою. У 1905 р. Альберт Ейнштейн поширив принцип відносності Галілея на всі фізичні явища і припустив, що швидкість поширення світла є однаковою в усіх системах відліку і не залежить від руху тіла, що його випромінює; вона є граничною у передачі будь-якої взаємодії чи поширенні імпульсу. Ці два постулати, названі Ейнштейном принципами спеціальної теорії відносності (скорочено — СТВ), змусили переглянути спрощені уявлення про простір і час, якими керувалася класична фізика, і дати узагальнене їх тлумачення.
Принципи спеціальної теорії відносності:
1) в усіх інерціальних системах відліку, незалежно від стану їхнього руху, фізичні явища відбуваються за однаковими законами;
2) швидкість поширення світла є сталою для всіх інерціальних систем відліку і не залежить від їхнього руху
Теорія відносності спростувала твердження класичної фізики про одночасність подій для будь-якого спостерігача. Отже, дві події, що відбуваються в різних точках простору і є одночасними в одній системі відліку, не будуть одночасними в іншій. Фізичні явища або події, що відбуваються одночасно в одній системі відліку, будуть неодночасними в іншій системі відліку. Цей парадоксальний для класичної фізики висновок, зроблений А. Ейнштейном на початку XX ст., змусив переглянути усталені уявлення про простір і час, які протягом тривалого часу успішно впорядковували повсякденний досвід людини.
3. Дано:
Знайти: R.
Розвязок.
Відповідь:
Білет № 30